package ArrayProblems;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/**
 * Lettcode 287. 寻找重复数
 * 给定一个包含 n + 1 个整数的数组 nums，其数字都在 1 到 n 之间（包括 1 和 n），可知至少存在一个重复的整数。假设只有一个重复的整数，找出这个重复的数。
 *
 * 示例 1:
 *
 * 输入: [1,3,4,2,2]
 * 输出: 2
 * 示例 2:
 *
 * 输入: [3,1,3,4,2]
 * 输出: 3
 * 说明：
 *
 * 不能更改原数组（假设数组是只读的）。
 * 只能使用额外的 O(1) 的空间。
 * 时间复杂度小于 O(n2) 。
 * 数组中只有一个重复的数字，但它可能不止重复出现一次。
 *
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/find-the-duplicate-number
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 */
public class findDuplicate {
    /**
     * 方法一：暴力法 时间复杂度O(n^2), 空间复杂度O(1)
     * @param nums 输入数组
     * @return Duplicate Num
     */
    public int findDuplicate(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (nums[j] == nums[i]) {
                    return nums[j];
                }
            }
        }
        return 0;
    }

    /**
     * 方法二：利用SET进行判断 时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)
     * @param nums
     * @return Duplicate Num
     */
    public int findDuplicateI(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int i : nums) {
            if (set.contains(i)) {
                return i;
            }
            set.add(i);
        }
        return 0;
    }

    /**
     * 方法三：二分查找法
     * @param nums
     * @return Duplicate Num
     */
    public int findDuplicateII(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        int l = 0;
        int h = nums.length - 1;
        while (l <= h) {
            int mid = (h - l) / 2 + l;
            int cnt = 0;
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                if (nums[i] > mid) {
                    cnt++;
                }
            }
            if (cnt > mid) {
                l = mid + 1;
            } else {
                h = mid - 1;
            }
        }
        return l;
    }
}
